Loading article…
牽引機関は、道路上で重い荷物を移動させたり、耕地を耕したり、特定の場所に動力を供給したりするために使用される蒸気動力のトラクターです。その名前は、ラテン語の「牽引する」を意味するtractusに由来しています[ 1 ]。これは、牽引機関の主な機能が、後ろに荷物を牽引することだからです。鉄道機関車（レール上を走る蒸気機関）と区別するために、道路機関車と呼ばれることもあります。
牽引機関は、大型で頑丈かつ強力である一方、重く、速度が遅く、操縦が難しいという欠点がある。それでも、牽引機関は、他に動力源が荷役馬しかなかった時代に、農業と道路輸送に革命をもたらした。
1850年頃、農業用として初の自走式可搬型蒸気機関が開発された頃から、工業化された国々で蒸気機関は人気を博しました。生産は20世紀初頭まで続きましたが、内燃機関を搭載したトラクターとの競争により次第に廃れていきました。ただし、イギリスでは1950年代以降も商業的に使用され続けたものもありました。現在では、あらゆる種類の蒸気機関が商業用途では廃れています。しかし、世界中で数千台が保存されており、その多くは稼働可能な状態です。イギリスをはじめとする各国では、年間を通して蒸気機関フェアが開催されており、来場者は稼働中の蒸気機関を間近で見ることができます。
牽引機関は扱いにくく、軟弱地盤や重粘土質の地盤を横断するのに適していなかったため、農業での使用は通常、「ベルト駆動」―― フライホイールで駆動される連続革ベルトによって農機具を動かす、一種の動力取り出し方式―― か、あるいは2台一組でケーブルを使って農具を畑の片側から反対側へ牽引する方式であった。しかし、土壌条件が許せば、農具を直接牽引する方式（「牽引棒を使わない」方式）が好まれた。アメリカでは、これが蒸気トラクターの独自の発展につながった。
アメリカの設計はイギリスのものよりもはるかに多様で、ボイラーの位置、車輪の数、ピストンの配置などが異なっていた。[ 2 ]さらに、アメリカの機関車はイギリスのものよりも最高速度が速いことが多く、藁で走行することも可能だった。[ 3 ]
技術知識と製造技術の限界により、実用的な蒸気機関車が道路を走る車両として登場し始めたのは19世紀初頭になってからだった。1841年、ランサムズ、シムズ＆ジェフリーズ社は初期の牽引機関車を製造した。この設計（馬が操縦する方式）は買い手がつかなかった。[ 4 ] 1849年に再び試みたが、今度は操舵用の馬は使わなかった。しかし、この機械は脱穀作業用に設計されたものの、性能が不十分だった。[ 4 ] 1850年代後半には、バーミンガムのリチャード・バック、チャールズ・バレル＆サンズのチャールズ・バレル、アリン・ウィリアムズらが、道路を走る蒸気機関車を製造または設計するなど、さらなる試みが行われた。[ 5 ]
商業的に成功した牽引エンジンは、1859年にトーマス・アヴェリングがクレイトン＆シャトルワースの可搬式エンジンを改造して自走式にした実験から生まれた。このエンジンは馬で現場から現場へと牽引する必要があった。 [ 4 ] この改造は、クランクシャフトと後車軸の間に長い駆動チェーンを取り付けることによって行われた。アヴェリングは「牽引エンジンの父」と見なされている。[ 6 ]アヴェリングの最初のエンジンは、まだ操舵に馬が必要だった。[ 7 ]他の影響としては、さまざまな会社が製造したボイデルエンジンや、ブレイが道路輸送用に開発したエンジンなど、牽引エンジンと呼ばれるようになった最初の既存の車両があった。1860年代前半は大規模な実験の時期であったが、10年の終わりまでに牽引エンジンの標準形が進化し、その後60年間ほとんど変化しなかった。
これらの改良の一環として、ステアリングが改良されて馬は不要になり、駆動チェーンはギアに置き換えられました。[ 7 ]アメリカでは、 1869年から連続履帯を備えた牽引機関車が使用されていました。 [ 2 ] 1881年には複合エンジン設計が導入されました。[ 8 ]道路の質が向上するまでは、より速い車両に対する需要はほとんどなく、エンジンは荒れた道路や農道での使用に対応するためにそれに応じてギア比が調整されていました。
20世紀初頭の数十年間を通して、メーカーは直接牽引耕うんの経済的可能性を引き出す方法を模索し続け、特に北米では、これがアメリカにおける蒸気トラクターの開発につながった。マンズやギャレットなどのイギリス企業は、実現可能性の高い直接牽引耕うんエンジンを開発したが、市場環境が不利で、広く普及することはなかった。こうした市場環境は、第一次世界大戦後、イギリス政府の政策の結果として余剰機器が大量に出回ったことに起因する。戦争中に耕作地を増やすために多数のファウラー耕うんエンジンが製造され、1917年以降、多くの新型軽量フォードソンFトラクターが輸入された。
道路用蒸気機関車は、運行コストを押し上げる規制や料金によって姿を消した。1921年まで、蒸気トラクターは重量物の運搬や短距離移動において、馬力よりも明らかに経済的に優れていることが証明されていた。しかし、ガソリントラックは効率が向上し始め、戦時余剰品として安価に購入できるようになった。混雑したルートでは、3トンのガソリントラックは、制限速度や比較的高い燃料価格、メンテナンスコストにもかかわらず、同等の蒸気トラックと比較して月約100ポンド節約できた。[ 9 ]
1920年代から1930年代にかけて、道路蒸気輸送には速度、煙、蒸気の制限[ 10 ]や「湿潤税」など、より厳しい規制が課せられました。この税はボイラーの湿潤面積の大きさに比例して課せられ、蒸気機関は国内生産の内燃機関ユニットに対して競争力が低下しました（ただし、輸入品には最大33%の税金が課せられました）。道路資金に関するサルター報告書の結果、道路システムの維持費を商用自動車にさらに課し、道路の無料使用が鉄道貨物輸送の競合相手に補助金を出しているという認識を払拭するために、1933年に「車軸重量税」が導入されました。この税金はすべての道路運送業者が車軸荷重に比例して支払う必要があり、ガソリン機関よりも重い蒸気推進には特に厳しいものでした。[ 11 ]
当初、輸入石油は英国産石炭よりもはるかに高い税金が課せられていたが、1934年に運輸大臣のオリバー・スタンレーは燃料油の税金を引き下げる一方で、道路機関車の道路基金負担金を年間100ポンド（2024年の現在では約9000ポンドに相当）に引き上げたため、機関車メーカー、運送業者、興行師、石炭業界から抗議の声が上がった。当時、鉱業では失業率が高く、蒸気機関車による輸送事業は年間95万トンの石炭市場を占めていた。この税金は重量物運送業者や興行師の事業に壊滅的な打撃を与え、多くの機関車の廃車につながった。[ 12 ]
英国で最後に新造された牽引機関車は1944年に販売された[ 13 ]が、熟練した機関士が運転できる限り、多くの機関車は長年にわたって商業的に使用され続けた。商業的使用は1992年まで続き、ウィリアム・フォスター＆カンパニーの機関車が製材所の動力として使用された[ 14 ] [ 13 ] 。すでに保存されている機関車は、少なくとも1998年までは時折商業的な仕事に従事し続けた[ 15 ]。
おそらく、牽引機関車の保存に一般的に関心を持った最初の組織は、1937年に設立されたロード・ロコモティブ・ソサエティであった。 [ 16 ]
1950年代以降、蒸気機関車が絶滅の危機に瀕していることに気づいた愛好家たちが「保存運動」を始めました。残っていた機関車の多くは愛好家によって購入され、稼働可能な状態に修復されました。蒸気機関車のラリーは、当初は機関車の所有者と乗客によるレースとして始まりましたが、後に毎年多くの場所で開催される重要な観光名所へと発展しました。
牽引機関登録簿は、英国およびアイルランド共和国に現存することが確認されている牽引機関、蒸気ロードローラー、蒸気貨車、蒸気消防車、可搬式機関車の詳細を記録しています。2016年時点で、自走式機関車および貨車2,851台、可搬式機関車（非自走式）687台、蒸気消防車160台が登録されていました。登録簿の新版は2020年に発行される予定です。2011年5月、情報源不明の人物によって、2,000両以上の牽引機関車が保存されていると推定された。この数字には、世界各地、特に米国、カナダ、オーストラリア、ニュージーランドで保存されている機関車も含まれている可能性があるが、もしそうだとすれば、過小評価である。英国の過去の製造業者とその生産に関する包括的な情報は、英国に拠点を置くロード・ロコモティブ・ソサエティによって記録されている。
初期の牽引機関はチェーン駆動を採用していたが、現在ではクランクシャフトから後車軸へ駆動力を伝達するために大型ギアを用いるのが一般的である。
これらの機械は通常、後部に2つの大きな動力車輪と前部に2つの小さな操舵用車輪を備えています。しかし、一部の牽引機関は四輪駆動のバリエーションを使用し、一部は初期のキャタピラ式履帯を試作しました。[ 17 ]
牽引機関は、19世紀半ばから20世紀半ばにかけて、さまざまな用途で商業的に利用された。それぞれの役割には異なる特性を持つ機械が必要とされ、牽引機関はこれらの多様な役割に合わせて数多くの異なるタイプへと進化していった。
汎用エンジンは、田舎で最も一般的な形態でした。これらは運搬用としてだけでなく、定置型動力源としても使用されました。農家がそのような機械を所有していなくても、時折頼りにしていました。多くの農場では年間を通して荷役馬を使用していましたが、収穫期には脱穀請負業者が農場から農場へと移動し、脱穀機を畑に設置してエンジンで動力を供給していました。これは移動可能な定置型エンジンの良い例です。
土壌条件が良好だったため、アメリカの牽引機関車は通常、耕うん機を牽引して使用し、ケーブルドラムや追加のギア機構を設ける必要がなくなり、メンテナンスが簡素化された。アメリカの牽引機関車は様々なサイズで製造され、市販品の中では6 馬力のラッセル製が最小で、ラッセル、ケース、リーブス製の大型機関車が最大だった。
蒸気機関とは別のギアで駆動される大径の巻き上げドラムを備えた、独特な牽引機関の一種。[ 18 ] ドラムには長いワイヤーロープが巻き付けられ、耕うん機などの農具を畑を横切って牽引するのに使用され、機関は畑の端に留まった。[ 18 ]これにより、土壌圧縮の影響を受ける土地の面積が最小限に抑えられた。
巻き上げドラムは、水平（ボイラーの下）、垂直（片側）、あるいは同心円状にボイラーを囲むように取り付けられていた。しかし、大半は下向き（水平）に取り付けられており、ドラムが前輪と後輪の間に収まるように、非常に長いボイラーが必要だった。これらの設計は、これまでに製造された牽引機関車の中で最大かつ最長のものであった。
耕うん機は大抵2台1組で、畑の両側に1台ずつ配置され、各機械のワイヤーロープは牽引する農具に固定されていた。[ 19 ] 2人の運転手はエンジンの汽笛を使って合図で連絡を取り合っていた。[ 19 ] 2台のエンジンは若干異なり、片方はケーブルを左側に送り出すように設計され、もう片方は右側に送り出すように設計されていた。[ 20 ]時には、1台のエンジンとアンカーで耕うん機を牽引する別のシステムが使われることもあった。[ 19 ]
耕うん機で使用するための様々な農具が製造された。最も一般的なのはバランスプラウとカルチベーターで、耕うん作業は耕作農場で最も肉体的にきつい仕事だった。その他の農具としては、地下排水路やパイプを作るためのモールドレーナーや、河川や堀を浚渫するための浚渫バケットなどがあった。耕うん機には、ぬかるんだ地面を走行する際に車輪に取り付ける「スパッド」を保管するための「スパッドトレイ」が前車軸によく取り付けられていた。
アメリカでは耕うん用エンジンは珍しく、耕うん機は通常、農業用エンジンや蒸気トラクターによって直接牽引されていた。
最初に製造され試験された蒸気耕うん機は、1837 年にジョン・ヒースコート議員が非常に柔らかい地面を耕すために設計した蒸気動力車両を実演したものでした。[ 21 ] [ 22 ]これは非常に初期の連続履帯を使用しており、その2気筒蒸気機関は耕うんウインチまたは推進力として使用できました。ピーター・ドラモンド＝バレル、第22代ウィロビー・デ・エレスビー男爵が考案した別の耕うん機は、おそらくダニエル・グーチによって設計され、スウィンドン工場で製造されました。スコットランド王立高地農業協会は、蒸気耕うん機を製作した賞として、最大500ポンドのうち100ポンドを授与しました。[ 23 ] ウィロビー卿は、自分の設計は自由にコピーできると示しており、ファウラーは耕うん機が配備されたグリムソープ城を訪れていました。 [ 24 ] 1855年から1857年の間に、ウィリアム・スミスとジョン・ファウラーという名の農夫が、可搬式エンジンで駆動するワイヤー駆動の耕うんエンジンを開発した。[ 25 ] 1863年までに、W. セイボリー・アンド・サンズは移動式耕うんエンジンを導入し、畑の両端でエンジンを使用していた。[ 26 ]彼らのワイヤードラムは垂直で、エンジンのボイラーの周りに取り付けられていた。[ 26 ]
生産は英国以外で行われ、ドイツのケムナ・バウ社が耕うんエンジンを製造した。[ 27 ]
イギリスでの使用がピークに達したのは第一次世界大戦中で、食糧生産を増やそうとしたため、600 台強が使用された。[ 15 ] 1920 年代には、内燃機関搭載のトラクターが普及したため、耕うん機の使用は減少した。[ 28 ]ジョン・ファウラー社は1935 年に耕うん機の生産を中止した。[ 27 ]第二次世界大戦後の低価格により、少数の農家が購入し、1950 年代まで使用し続けた。[ 28 ] 1998 年になっても、保存されている少数の耕うん機が時折、湖の浚渫などの商業的な仕事に使われていた。[ 15 ]
北米では、蒸気トラクターという用語は通常、19世紀後半から20世紀初頭にかけて広く使用された、蒸気機関を動力源とする農業用トラクターの一種を指す。
イギリスでは、蒸気トラクターという用語は、通常、牽引機関の最小モデル、つまり機関が一人で操作できる重量が 5 トン未満のもの（1923 年までは、それ以上のものは少なくとも 2 人（運転手と操舵手）で操作する必要があった）に適用され、公道で小さな荷物を牽引するために使用されます。[ 29 ] 1923 年に重量制限が 7.5 トンに引き上げられました。[ 30 ]軽量蒸気トラクター として知られていますが、これらの機関は一般的に、道路機関車の小型版にすぎません。
これらは英国の木材取引で人気があったが、一般的な軽貨物輸送や興行師の用途向けに設計されたバリエーションもあった。
これらの設計の中で最も人気があったのはおそらくギャレット4CDで、これは4公称馬力の複合エンジンを意味します。[ 31 ]
公道での重量物運搬用に設計されたこれらの車両は、より重い荷物を運搬できるように、2台、あるいは3台を連結して使用することが一般的だった。
これらの機関車の特徴は、ソリッドラバータイヤを装着した非常に大きな後輪駆動輪、3速ギア（ほとんどの牽引機関車は2速のみ）、後部サスペンション、給水のための停車間隔を長くするための腹部タンクです。これらの機能はすべて、数百マイルの旅に使用された機関車の乗り心地と性能を向上させるためのものです。ほとんどの道路機関車には、後車軸にウインチドラムが装備されています。これは、後輪から駆動ピンを取り外すことで使用でき、駆動系が車輪ではなくウインチドラムを駆動します。
ジェームズ・ボイデルは、イギリスの蒸気牽引機関メーカーであるチャールズ・バレル＆サンズと協力して、1856年から道路運搬用機関を製造した。この機関は、悪路やオフロードでの使用に特に適した、彼のドレッドノートホイールを使用していた。 [ 32 ]
道路機関車が多用された場所の一つは、伐採された木材を製材所まで運搬することであった。[ 33 ]木材が道路まで運ばれると、幹を棒付き貨車 に載せて道路輸送が行われた。[ 33 ]フランスでは、1880年代に道路機関車が郵便物の輸送に使用された。[ 34 ]
ロードロコモティブの中には、前部にクレーンブームが取り付けられているものがある。ブームのピボットは前車軸に取り付けられ、煙突前の煙室延長部に小型ウインチが取り付けられている。ケーブルはブームアーム上部の滑車を通る。ウインチはエンジンから直接駆動されるシャフト上のベベルギアによって動力が供給され、何らかのクラッチによって昇降制御が行われる。これらのロードロコモティブは、トレーラーへの積載だけでなく、トレーラーを新しい場所へ牽引するためにも使用できる。これらはしばしば「クレーンエンジン」と呼ばれる。
特に特徴的な道路機関車は、興行師の機関車でした。[ 35 ]これらは、移動遊園地の設備を牽引したり、設置時に直接または発電機を稼働させて動力を供給したりするために、移動遊園地の興行師によって使用されました。[ 35 ]これらは非常に装飾が施されており、遊園地の見世物の一部となっていました。[ 35 ]中には、乗り物を組み立てる際に使用できる小型クレーンが取り付けられているものもありました。[ 36 ]約400台が製造され、107台が保存されています。[ 36 ]
道路の状態が悪く、距離も長かったため、米国ではロードロコモティブ（ショーマンのエンジンを含む）の使用頻度が低かった。[ 37 ] [ 38 ]
イギリスでは、有料道路の通行料が高額だったため、道路機関車の使用の拡大が妨げられていました。[ 39 ]通行料は最終的に1861年の機関車法によって制限されました。[ 39 ] 4年後、機関車の速度を4マイルに制限し、赤い旗を持った人が先頭に立つことを義務付ける1865年の機関車法が可決されました。 [ 39 ]道路輸送に特化した最初の牽引機関車は、 1856年にチャールズ・バレル＆サンズによって販売され、ほぼ同時期にタイヤが導入されました。[ 40 ] 1896年、イギリスの速度制限は6MPHに引き上げられ、赤い旗を持った人の義務は廃止されました。[ 41 ]
蒸気牽引機関車に関連して、蒸気ローラーは道路建設や地ならしに使用されました。通常、前輪と車軸の代わりに1つの重いローラー（実際には、隣接する2つのローラー）が取り付けられ、後輪はストレーキのない滑らかな形状でした。
一部の牽引機関車は、切り替え可能な設計になっていた。同じ基本構造の機械に、標準的なトレッド付きロードホイールと、滑らかなローラーのどちらかを取り付けることができ、両者の切り替えは半日もかからずに完了した。
他の多くの蒸気機関車も、牽引機関車と設計上の特徴を共有しているが、これは通常、同じ技術が新しい用途に再利用されたためである。
可搬式エンジンは、蒸気機関とボイラーが一体となった装置で、場所を移動させることができます。外観や（定置式）運転において牽引エンジンとよく似ていますが、自走式ではないため、可搬式エンジンは牽引エンジンとは分類されません。しかし、牽引エンジンは可搬式エンジンの直系の子孫であるため、このリストに含めています。
蒸気貨車は、蒸気機関で動く貨物運搬用の道路車両である。これはトラックの最も初期の形態であり、オーバータイプとアンダータイプの2つの基本形態があった。両者の違いは、ボイラーに対するエンジンの位置にある。1900年代に蒸気貨車を専門に製造していた企業の中には、ジェシー・エリスが所有していた、短命に終わったメイドストーンのインヴィクタ・ワークスがあった。
オーバータイプは、牽引機関車と同様に、火管ボイラーの上に蒸気機関を搭載していた。オーバータイプの蒸気貨車の前面は牽引機関車とよく似ており、両方を製造していたメーカーは共通の部品を使用できた可能性が高い。
下部構造の車両では、蒸気機関はボイラーの下、通常はシャーシのフレーム間に搭載されていた。ボイラーは通常、かなり前方に設置され、多くの場合、垂直型および／または水管型であった。
蒸気機関車は20世紀初頭、商業輸送における動力付き道路牽引手段として主流であったが、その生産は主にイギリス国内で行われ、イギリス国外の製造業者はごく少数であった。内燃機関車との競争や不利な法規制により、第二次世界大戦後、商業的に使用される蒸気機関車はほとんど姿を消した。
アヴェリング・アンド・ポーター[ 42 ]やファウラーなど、いくつかの牽引機関車メーカーは、自社の牽引機関車をベースにした軽便鉄道用機関車を製造した。最も原始的な形態では、レール上を走行できるようにフランジ付きの鋼製車輪が取り付けられていた。より洗練されたモデルでは、ボイラーとエンジンが鉄道貨車型の車軸を備えたシャーシに取り付けられていた。後車軸は、ギアまたはチェーン駆動によってエンジンから駆動された。これらの珍しい機関車は、小規模な産業向けに仕分けや操車作業用として販売されたが、建設途中の路線で人員、設備、資材を運搬するために、幹線鉄道の建設に従事するエンジニアリング会社にも好まれた。
商業的に使用されなくなったとはいえ、あらゆる種類の牽引機関車は愛好家によって維持・保存され続けており、ヨーロッパ（特にイギリス）、カナダ、アメリカ合衆国の農業博覧会で頻繁に展示されている。また、ライブスチームフェスティバル（蒸気機関車フェア一覧を参照）では、しばしば主要なアトラクションとなっている。
模型蒸気機関車は、Mamod社やWilesco社をはじめとする複数の企業によって製造されている。大型の模型機関車は、部品キットとして入手したものや、原材料から機械加工したものなど、模型製作愛好家の間で人気が高い。
現代では少数の実物大の牽引機関車が製造されている。[ 44 ] 2018年には、米国の愛好家グループがオリジナルの製造文書を使用して新しいケース150を完成させた。[ 45 ]
映画では
文学において
テレビで
トラクタスの部分。 (à traho) 1. 引かれる、引っ張られる。引きずられた。